CS261731B1 - Snímací část zařízení pro zajištování přítomnosti kapalin s obsahem vody v lahvích - Google Patents

Abstract

Jsou známá zařízení, používaná zejména v potravinářských provozech pro zjiš- tování zbytků zdraví škodlivých mycích prostředků v lahvích, která využívají různé propustnosti vody pro světelné paprsky o různých vlnových délkách. Snímací část těchto zařízení obsahuje dva fotoelektrické prvky (FP), upravené v místě dopadu svě- tělných papsrků prošlých kontrolovanou lahví, přičemž první FP má spektrální charakteristiku v oblasti infračervených paprsků a druhý FP v oblasti paprsků o kratších vlnavých délkách. Podstatou řešení, které má za úkol zvýšit spolehlivost kontroly zúžením spektrální charakteristiky prvního F? a zvýšit provozní spolehlivost zařízení, je vytvoření prvního FP jako fotodiody na bázi galia, india a arzenidu s předřazeným interferenčním dielektrickým infračerveným filtrem.

Description

Vynález se týká snímací části zařízení pro zjištování přítomnosti kapalin s obsahem vody v lahvích, zejména v potravinářských provozech, kde láhve jsou přemístovány po dopravníku z myčky do plnicího zařízení, a které mohou obsahovat zbytky zdraví škodlivých mycích prostředků, jako je roztok louhu ve vodě apod.

Jsou známá zařízení (DOS 30 23 211), kde se přítomnost kapaliny s obsahem vody, tj. vody samotné nebo ve směsi s jinými látkami, zjištuje na základě různé intenzity pohlcování světelných paprsků o různé délce vodou obsaženou v láhvi. Je zde využito známé vlastnosti vody, která vykazuje výrazné snížení propustnosti světelného toku s vlnovou délkou větší než 1,5 ,um, tj. infračervených paprsků, ve srovnání se světelnými paprsky s kratší vlnovou délkou. Snímací část zařízení, umístěná v místě dopadu světelných paprsků prošlých kontrolovanou lahví, se skládá ze dvou fotoelektrických prvků s různou spektrální charakteristikou, která u prvního fotoelektrického prvku spadá do oblasti infračervených paprsků a u druhého do oblasti paprsků o kratších vlnových délkách, a které jsou seřízený tak, že jejich výstupní signály mají stejné hodnoty, jestliže jimi zachycené světelné paprsky procházejí lahví, ve které není žádná voda., a liší se, jestliže procházejí lahví s obsahem vody. U známých řešení je první fotoelektrický prvek vytvořen na bázi germánia s pie&l^azeným křemíkovým filtrem, přičemž druhý fotoelektrický prvek je vytvořen na bázi křemíku. Nevýhodou fotoelektrického prvku na’ bázi germánia je jeho malá tepelná stabilita a dále okolnost , že má příliš širokou spektrální charakteristiku a tím nízkou selektivitu v požadované oblasti světelného spektra.

Odstranění uvedených nevýhod řeší vynález, jehož podstata spočívá v tom, že prvním fotoelektrickým prvkem je fotodioda na bázi galia, india a arzenidu s předřazeným interferenčním, dielektrickým filtrem.

Ve srovnání s fotoelektrickým prvkem na bázi germánia s před řazeným křemíkovým filtrem má první fotoelektrický prvek s předřazeným křemíkovým filtrem podle vynálezu daleko užší spektrální

261 731 charakteristiku, díky čewuíje možné aískat velice výraznou změnu jejího výstupního signálu v případě, že v kontrolované láhvi je nežádoucí kapalina s obsahem vody. Zařízení vybavené snímací částí podle vynálezu má proto vysokou rozlišovací schopnost a zaručuje dokonalou indikaci již při výšce hladiny kolem 0,5 mm. Předností je i teplotní a tím celková provozní stabilita zařízení.

Na přiložených výkresech je znázorněn příklad zařízení se snímací částí podle vynálezu, kde na obr. 1 je schematický pohled na zařízení, na.obr. 2 je blokový diagram elektronické části zařízení, na obr. 3 je grafické znázornění propustnosti vody při různých vínových délkách světelných paprsků, na obr. 4 je grafické znázornění spektrálních charakteristik jednotlivých prvků snímací části a na obr. 5 je grafické znázornění spektrální charakteristiky použitého světelného zdroje*

Jak je znázorněno na obr. 1, ze světelného zdroje 2, kterým může být osvětlovací žárovka obvyklého druhu, jsou vysílány světelné paprsky přes matnici 8 do prostoru, kterým procházejí po neznázorněném dopravníku kontrolované láhve 2· Světelné paprsky prošlé dnem láhve 2 jsou promítány optickou částí 10 zařízení do jeho snímací části 11, opatřené prvním a druhým fotoelektrickým prvkem 12, 13. Jako první fotoelektrický prvek 12 slouží fot·dioda na bázi galia, india a arzenidu, případně s podložkou na bázi india a fosfidů, například fotodioda s výrobním označením TFD-130, používaná jinak k telekomunikačním účelům. Je jí předřazen interferenční dielektrický infračervený filtr 14. jaký se používá například při astronomických pozorováních· Druhý fotoelektrický prvek 13 je vytvořen na bázi křemíku a může jím být například fototranzistor .s výrobním označením KPX-81. Podle znázornění na obr. 2 je výstup prvního fotoelektrického prvku 12 napojen přes první zesilovač 15 na komparátor 18. zatímco druhý fotoelektrický prvek 1.3 je napojen na tentýž komparátor 18 přes druhý zesilovač 16 a potenciometr 17. Výstup komparátoru 18 je napojen na vyhodnocovací část 19. spojenou případně s vyřazovací části zařízení.

První a druhý fotoelektrický prvek 12. 13 jsou seřízeny tak,

- 3 261 731 že v případě, kdy v láhvi 2 není žádná voda, která by pohlcovala paprsky vycházející’* ze světelného zdroje 2» j^sou na jejich výstupech signály o stejných hodnotách , například stejná elektrická napětí. Je-li v láhvi 2 obsažena voda překrývající její dno, jsou infračervené paprsky pohlcovány, zatímco paprsky o kratších vlnových délkách projdou. Tato skutečnost má za následek výrazný pokles elektrického napětí na výstupu prvního fotoelektrického prvku 12 ve srovnání s elektrickým napětím na výstupu druhého fotoelektrického prvku J2· ^Po zesílení ▼ prvním a dtuhém zesilovači 15. 16 j^e rozdíl v hodnotách výstupních signálů prvního a druhého fotoelektrického prvku 12, 13 registrován komparátorem 18, který vyšle příslušný signál do vyhodnocovací části 19» Po zpracování signálu ve vyhodnocovací části 19 je přítomnost vody v láhvi 2 indikována vhodným indikačním zařízením , případně je z vyhodnocovací části 19 vyslán impulz do vyřazovací čájrti, která vyřadí závadnou láhev 2 ^z dopravníku. Citlivost kontroly je nastavena potenciometrem 17 tak, aby byla indikována přítomnost poufce takového množství vody, které je za daných okolností na závadu, a aby nebyly zbytečně vyřazovány láhve 2 ^se zanedbatelným obsahem vody.

Na obr. 3, 4 a 5 je křivkami 2 2 znázorněna spektrální charakteristika použitých prvků. Průběh první křivky 2 zobrazuje stupen propustnosti vody v závislosti na různých vlnových délkách světelných paprsků, které jí procházejí. Druhá Křivka 2 představuje spektrální charakteristiku druhého fotoelektrického prvku 23» tj* průběh jeho relativní citlivosti, s maximem na vlnové délce přibližně 0,8 ý*m, kde je voda zcela průsvitná. Třetí křivka 2 představuje průběh relativní citlivosti prvního fotoelektrického prvku 12 s maximem na vlnové délce přibližně 1,6ygm, kdy je voda zcela neprůsvitná. Čtvrtá křivka 2 vyjadřuje. průběh relativní propustnosti interferenčního dielektrického infračerveného filtru 14, jehož působením je zúžena spektrální charakteristika prvního fotoelektrického prvku 12, jak je vyjádřeno pátou křivkou 2· šestá křivka 2 |>^ak znázorňuje spektrální charakteristiku použitého světelného zdroje 2, který dostatečně překrývá oblast vlnových délek v rozsahu citlivosti prvního a druhého fotoelektrického prvku 23, 13«

- 4 261 731

Na místo fotodiody s výrobním označením TFD-130 je možno použít jako prvního fotoelektrického prvku 12 i jiné fotodiody na bázi všech tří uvedených komponentů, tj. galia, india a arzenidu·

Vynález je využitelný především u zařízení pro kontinuální kontrolu lahví 2, ^de jeho snímací čist 11 může být vhodně kombinována s detekčními crvky pro zjišťování přítomnosti nečistot v lahvích 2, pro zjišťování jejich vad apod· Lze jej však využít i pro diskontinuální kontrolu lahví 2 nebo jiných průsvitných nádob obdobného charakteru·

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Snímací část zařízení pro zjišťování přítomnosti kapalin s obsahem vody v lahvích se dvěma fotoelektrickými prvky, upravenými v místě dopadu světelných paprsků prošlých kontrolovanou lahví, přičemž první z nich má spektrální charakteristiku v oblastí·. infračervených paprsků a druhý v oblasti paprsků o kratších vlnových délkách , vyznačená tím, že prvním fotoelektrickým prvkem (12) je fotodioda na bázi galia, india a arzenidu s předřazeným interferenčním dielektrickým infračerveným filtrem (14)·